Получение и свойства тонких пленок полупроводниковых соединений AII3BV2 тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ

- о 9 3'

Российская академия наук

Институт общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова

На зравах $укоаиек

Жалили Яадзрджон Сайфутднповнч

олучение и свойства тонких пленок >лупроводниковых соединении А" В^

(02, 00, 04—фаявческа! хзызя)

АВТОРЕФЕРАТ

шссэрпцяи па с&чскаиио ученной гдбазнк идид.ид '-га хааичыких наук

Москва—1993

Российская академия наук Институт обкой ц неорганической хжии им. Н.С.Курнакова - / -

Нз правах рукописи

ЖШЛОВ НйДИРДЖОН САИФУТДИНОВИЧ

ПОЛУЧЕНИЕ И СВОЙСТВА ТОНКИХ ПЛЕНОК ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СОЕДИНЕНИИ А|В|

,(03.00.04.г физическая химия) •

•А В Т О Р Е Ф Е Р А ?

диссертации на соискание ученой степени : . •• ' кандидата химических наук

Работа выполнена в Институту общей - и неорганической! -"'V химии им. rl.C. Куряакова РЛН.: ■-'■■■:--v./.-.'

Научный руководитель: доктор химических;:наук ..С'.Ф'.Иаренкши,. Социальные оппоненты: доктор .хигооerase наук В.И.Ъахолов;;, доктор технических наук Л.И.МАгинов./ :• :г' • / . : - " , Ведущая организация: Воронежский Государственный университет

оъщгга состоится Фв.Ард/)Я • • -;99_г г.'

ь ю часов па ззг.адчнии .Спвциалиаировэшого Совета , ■ 7 ,v к 0v2.37.0i? по ..'химии и технологии неорганических .веществ;' •;•• t£o присуждению ученой степеш кандидата хшических наук;- •< при Кнстктутё общей и неорганической химии км. Н.С. Кур-накова РАН (117907, Москва, Ленинский проспект, 31).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОХН РАН: до адресу:-Москва, Ленинский-проспект,''31. Г*/-.""'"'

Автореферат разослан.. 9-i99j г. ;

- з -

' ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ злость Основой дальнейшего т1»?ритигт

слгацаДгах электронных уткете, "г-тлл-л :,'г: ; сг:-ь с .Для получения'тонких пленок новых ш.'плтпл«^^:;;^.

пйы IЫ1 илжнмм т-г^т-пг^ —- \ СЬОЙС

особенно диаграмм состояний. К числу таких соелт1-';:-:;^ -с

П V

*ести по.чухфоводаики группа А "в , в частное?::, сос-лпнгнтг- с юшекиэм компонентов 3:2: 2гиР0, СсиР^, 2п,.4в0 и са_А:

) 2 3 с.' 3 с .5

? - 2 - х диаграммы состояния систем, в которых они соразук>г< с настоящему времени достаточно кззгсетз: Г1;.

А1*'. Однако,; получение этих соединений - гллл : .

значительно расширило оы к^моьдестп их прт'гг-.-нг.л. -о:-;, н^ьр:-■¿ер, ой^Аз^ - в качестве материалов для датчиков Холла, гги?~ -в качестве активного элемента преобразователей света.

Получение' пленок соединений (з основном есил~-, :: ' началось в середине 70-х годов и носило■ яяь ха-

рактер. Поэтому, представлялось актуалы:-::*. получен?*.-"- тл-ас.. -исследование влияния условий технологического процесса напылений на состав и свойства, проведение выбора рационального кетодэ и - оптимальных технологических условий получения ' соеджежгЛ , Сй^Р^, ЪПуКг^ и са^АЗр в виде тонких пленок, ттркго^та

для использования в электронном приборостроении. •' ••• •

Целью работы являлось получение аморфных и кристаллическлх пленок соединений Zn3P2, Cd3P2, Zn3As2 и c<LjAs2 на диэлектрических подложках; изучение их электрофизических к оптических свойств;' определение возможного практического использования пленок Zn3P0 в качестве материала для солнечного элемента и пленок- Cd^Asg -для датчико'Е магнитного поля. Для этого необходимо было решить.-следующие задачи: осуществить очистку исходных компонентов и ; синтезировать исходную пихту в , виде монокристаллов'.' соединений .-■ ZnyP2, Сйз?2' Zn3As2 и cd3ÁS2» разработать, технологическую схему получения пленок, соединений А^в^; провести выбор подложки, поз- ,' воляющий получать пленки без механических напряжений и преиму-аественно ориентированные; изучить влияние. структура цодлогкв на ■ • процесс роста пленки; разработать устройства, позволяющие прово-.' ,.т.:ть процесс испарения соединений/ Еключащих.легколетучие ' ком- '■ поненты; изучить в широком интервале температур ■злектрофизичес-кие и оптические, свойства пленок; изучить влияние технологичес- .. них условия испарения, на состав, ' структуру .и ." свойства "• пленок;, установить оптигальние условия получения орпентироващшх пленок;, изготовить макеты некоторых приборов.для электронной техники на основе пленок соединений а~в2. . --.:;... •. -.-■•-

.Научная новизна.'Методом вакуумного;1, термического- испарения-,•' получены змор&ще и кристаллические пленки полупроводниковых со-■. единений Zn3P2, cd^Pg, Zn3As2 и cd3As2r из- wayájPú и;* -ZnjAsg .г •-'• впервые, Показано, что основными технологическими, факторами', опре-деля:-:ьт.г?« структуру пленок является температура и' структура -.подложки, Устанозлено-,. что для пленок ZrúP2 переход,, от. аморфного к: крас-: талтаческсму сост-янив наб-тадаетоя при температурах- подложки ,150; - 2Э0°с, 'для пленок f;d-.?.¿ при «о .о 120;с, для пленок Zn^AsV: пря : •'

• -5 - "

) - 200°с и для пленок Са^Аз^ при 80 - 140°с. Дальнейшее уве-гениэ те?шературы подложи приводило к повышению структурного зершенства кристаллических пленок-. При этом для 'пленок гг^?2

определяющим было направление [004], для пленок Зй^Аз^ направление. 1224]. Изучены, электрически© и оптические >йства пленок;- получена фотолжкнесценция на монокристаллах и шках Яп^Аз^ при 4,2 к с максимумом полосы 1,078 эВ и полуши-юй 13 мэВ.

Практическая ценность работы. Установлены оптимальные техно-7ИЧЭСКИ9 условия, позволяющие получать ориентированные крис-ишческие. пленки соединений , - й^аз, и сй^ап., с

мйриадскиш и оптическими свойствами, приолижэзяяпгжся к сво^-аам их монокристаллов. Это позволило изготовить на основе пле-х С&^Ав2 датчик магнитного поля, обладающий высокой линей-гтьэ 2 диапазоне -до ю кГс со следующими параметрам;: рэзмерк 4x2x0,5 7 = 0,3 В/ А кГс, а - 0,3 %, на базе пленок гп-Р2 готовать диод Шоттки. с к.п.д.

Публикдаи.' Материалы диссертации изложены в 9 "публикациях, ссок щбдикашй 'приведён в конце автореферата. . АлрсОедая рабо-гы. Материалы диссертации доложены на VI и \пз зсоазных координационных совещаниях '"Материаловедение полупро-щковнх соединений группы А^вУ" (Воронеж, 193?г., Черновцы, 50?.), на И Всесоюзной конференции колодах, ученых и специалис-3 (Ужгород, 1989Г.),на Всесоюзной конференции "Фосфаты и ф?с-рсодерзгяие. сплавы". (Алма-ата,. 1990г.), на конференции по. фи-ко-шшческому шализу (Саратов, 1Э9чг.). на ежегодной науч-В конференции сотрудников ИОНХ РАН (199гг.) . :

Объем работы. №ссертация состоит из введения, пяти глав, •чздоз з списка литературы. Работа изложена на 42.9 страницах,-

содеряит €Ъ рисунков и 5.0 таблиц, список цитируемой литерг туры содержит наименований.

СОДЕРЖАНИЕ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАСОТЫ Во введении обоснована актуальность пленочной технологии, выбора соединений а^в^ в качестве объектов исследования, одредб левы цели и показаны еозмокности практического использования ре зультатов работы. .

В первой главе проведен анализ литературных данных до диаг ракмам состояния системы А %у, термодешамиче ским, кристаллохими чески?/! и физическим свойствам соедин.ензгй , са^, са-Аг^ . Рассмотрены данные по электрофизическим, оптическим сво ствам этих соединений, а также по., метода получения пленок сое. динений А^. ' . - . •

Вторая глава посвящена описанию методик исследования. Иссле дование пленок А^В^ проводили комплексом методов. С^зико — ХИШ' ческого анализа (рентгенофазового (РФА), рентгеноструктуряого химического и микроструктурного анализов) и изучением.их электрических и оптических свойств.. . '- •' . .'

Рентгенофазовый анализ проводили по .методу Дебая - Щерераш рентгеновском дифрактометре ДРОН-1- ' - ■"

Изучение структуры пленок осуществляли на установке ДРОК-3 < помощью методов Лауэ.и Йерга - Баррета, а также на основе ышсро-структурных исследований, которые проводили на оптическом структурном- мккроанализаторе "ЕРЭДилот". . ". ..

Химический состав полученных пленок, их однородность и. отклс нение от стехиометрии определяли методами атомно - абсорбционной спектроскопии на спектрофотометре "РННКЭД-.Ш1ЕЯ - 303" (точность определения состава +0,2 атЛ), а также . электронно - зондовогс ¡яткроанализа на устзновке "елу:-::<*х" (точность определения + г-2

•гс ,..:.>. .

1Ш: ОТТЯГ^ТУ^"'"*™"- i::•■>■■.,,: у-'УГ^уу;;}:.-.^-: , ■ ; ; ; _

::' ■ окл-л метолом п п^-лт-л

' . -'..¿¡л^чссг.па свойств пленок Cd^Pg. 2n~As0 и cd,As„

/OBOJTiT.Tra ~"Д■,., * "ГМ1"'-'«"

sA'CKTpr-ieoKKX :: магнитных полях в интервале 77-300 :\ ягротияляние внсокооьзгых образцов оценивали с ногкятао терйог.-:-»т~ !» Электрические свойства вксокоошых кленок измеряли совместно сотрудниками • кефэдрн полупроводников физического факультета У.

литературных данных по физико - химическим свойство»'

.au сведущему уравнению [2,3]:

А|В^<ТВ.) ~ 3AS(r) + 1/2БУ(Г)

__Jiutuo-

•" ' ___■______¿/««тос-т*» испарение. Прэпмуществз-

i. данного катода язлязтся его широкое применение ;;ля создания )нкях 'из'халтес:шх пленок и. как следствие, наличие'техкологи-iCKoro оборудования.' Метод сравнительно прост и экономичен.

- 8 - ....

Пленки соединений А^в^ получали на универсальных вакуумны: установках БУП- 4 и БУП- 5 по технологической схеме, представш ной на рис.1. Основными технологическими процессами были: . получение исходной шихты, подготовка подлокек, вакуушое испарение 5 контрольно - измерительные операции.. V '

Процесс получения исходной шихты включал в себя дополнительную очистку исходных компонентов (гп, са., р, Ае), синтез и росз

Рис.1. Технологическая- схема получения пленок полупроводнике»- '

п V • '

ьых соединений-а^. . ■ • '

монокристаллов а^. При этом т.п и с а дополнительно, очищали, методом-.! зонной плавк;; и вгкуумно-капелъной фильтрации, .р н Аз -методом Ь'зкуу.'.-лоя пересублим'-нцти. Общее содержание, примесей в исходных реактивах согласно данных ?.:зсс~сп*ктрмотрического' анэ-ягея не прен:-г:й.ло 10~?мгсс.£-. %~дин-?ния синтезировали пряиыя

¡плавлением исходных компонентов, взятых в стехиркетрическом со-¡тношенш, в вертикальной синтетической печи. Монокристаллы вы-защивали из газовой фазы методом вакуумной пере сублимации в го-эизонтальной двухзонной печи. В табл. г представлены температурю - временные режимы получения монокристаллов соединений а^в^, сОторые использовались в качестве исходной шихты без дополнительнее подготовительных операций. Приведенные температурно - временные режимы обеспечивали высокую степень чистоты и определенный гранулометрический состав шихты для получения пленок.

Таблица 1. Температурно - временные режимы получения исходной . шихта

Соединение Время, час. Температура зоны испарения, °с Тешетзатура зоны роста, Градиент, °С/см

по \ 740 - 775 680 - 700 10 - 15

Сй3?2 24 570 - 585 470 - 485 5-7

48 730 -740 640 - 650 . 6-9

•24 655 - 670 560 - 570 4-7

В качестве подложки были выбраны шюскопараллельные, ориентированны® [00013 л полированные пластины из лейкосалфирз - а-ла^о^ размере?,5 30x24x0,5 Выбор сапфира в качестве подлога:и был обусловлен тем, что.коэффициенты термического расширения сапфира и соединений а|в| сравнительно близки. Это позволяет избегать образования значительных механических напряжений, приводящих к отслоении и растрескиванию получае?шх пленок. .

Перед напылением поддажки подвергали следующей обработке; механической и ультразвуковой очисткам; обеззкириванша; травлению

в HgOg+Hci+HgO; промывке в бидистиллированной воде и сушке.

ÏÏ V

Ввиду того, что испарение соединений A^Bg происходит из тве

дой фазы, было важно выбрать соответствующую конструкцию испари

теля, так как испарение из обычно применяемых гладких лодочек -'

проволочных нагревателей приводило к неконтролируемым потеря

* V

исходной шихты, что делало процесс получения пленок А^ п:тх воспроизводимым. Для уменьшения потерь шихты и улучшения воспро изводшэсти процесса получения пленок использовали . .специальны нагреватели, изготовленные из высокочистого графита в форме m линдра, в которые вставлялись кварцевые испарители с калиброван шит отверстиями. Для получения пленок фосфидов цинка и. кадета оптимальным являлся испаритель, состояний из вольфрамового наг ревателя в форме тонкой разборной трубочки с отверстиями, в ко торую вставлялась лодочка с определенными навесками шихты.

Ясследовакия влияния скорости испарения, температуры подло 7/лк и количества вводимой исходной шихты на состав, структуру толщину и свойства пленок соединений А^в^ показали, лто основш .■.¡и технологическими факторами, формирующими структуру, состав и свойства пленок, являются температура и структура подложи. Вар ируя температуру подложки получали как аморфные, так и кристаллические пленки соединения А^в^ стехиометрического состава, по свойствам приблкжашкеся к монокристаллам этих соединений.

5 четвертой главе представлены результаты исследования влия

ния технологических условий на состав, структуру и свойства пле н v

нок соединений A^Bg.

Исследования химического состава пленок показали, что. в аи

роком 1ятерззле скоростей напыления при ' низких температура

п v

подлоги пленкп соединений а "в*, .как правило, характеризовала избыточным содержанием кс-млснеота в, что. естественно, сказырэ

эсь на их электрофизических параметрах. Нагрев подлечен з не;-зссе напыления приводил к частичному реиспзренж? лзгкгЬг;:-::-: ; змпоквнта, что давало возможность регулировки хжнческого с*с-зва получаемых ттленок. ¡V''-- ¿и.,; ~ ...

элькые температуры подлозкк, при которых, согласно даший» алск-ронно-зондового микроанализа и атомно-з>"^ор?!3'о:1::гй ой, ооотаь пленок г'а::снг.:сл2-};о прис/лилалсй к стехио:лзтрическо:.:у, их электрические свойства - к свойствам соответствующих моно-эисталлов (табл. 2-5).

Согласно данным рентгеноструктурного анализа, в пленках с эстом температуры годлоккз наблюдается переход от-.аморфного со-гояния к кристаллическому.

Для 2п2?2 (рис.2,а) гморфнне пленки получались при темг.-ра-.'г-

зстепеаное- увеличение в них кристаллической составляющей, - г.р: зжературах выше 2Э0°с получались кристаллические пленки. Таблица 2. Влияние температуры подлоги на состав, структуру и свойства пленок • - .

Температура подложки, °с Состав, ат.% Р Удельное сопротивл. Ом* см Концентрация носителей, см-3 Подвижность носителей, см2/В«с зерна, мкм

200 . 41,5 1-1 о6 - - <0.5

260 •41,3 з-ю5 - -

300 41,2 5-1 О4 ■ - -

360 40,0 6-103 8Л014 1,3

.300 40.0 2»103 6.1014 5,2 ■ 3-4

.',400 38,1 1-106 - - 3

Монокристалл 1,5-Ю3 4-1014 10

Таблица з. Влияние температуры подложки на состав, структуру'-и свойства пленок со^ ; . ; ;

Температура подложки, °с Состав, атЛ Р Удельное сопротивл. Ом-см Концентрация носителей,. см""5 Подвижность носителей, см2/В»с Размер зерна, мкм

50 45.0 .'.Г" "■ - ; : -'Г ■

80 2.10-2 3'1019 10 <0,5 .

100 41,2 : 2-10"1 1.1018 зо 0,5

120 \ 1.1О-1 5.Ю17 '■.л. ю2 0,5-1

140 40,0 з-ю"2 4.1017 5-ю2 1-2

;.. 160 39.1 МО"1 6.1017 Ю2 2

Монокриста. Ш '-.." 3'10~Э а-ю17. Юэ .;-">:;

Таблица 4. Влияние температуры подложки, на состав, структуру л и свойства пленок га^Ав^ [.-.[

Температура подлокки, ас Состав, ат.Ж.Аэ Удельное сопротивл. ОМ'СМ Концентрация носителей, : СМ"3 . Подвижность . носителей, см2/В-с Размер зерна, мкм;

200 .42,0 у0,5 '

240 40,8 . 5*10-1 .;■ 8-10. 16 ' 0,5

300 40,1 ■ 4'10~1 6.1017 ■ .25' 1-2

350 40,0 з;5-то"1 ; 6 ю17 ; : 25. г-э

390 40,0 , ■2«Ю~1 2.8.1017 30 . 3-4

400 41,0 .3.5-10"1 Ч.ю17 :ю > 3

Монокристалл . 10 7.1017 ■ 10 'у'"-'. ■

Для с<13Рг (рис.2,б) то ве сачое наблюдалось, соответствен! При 80 И 120°С, ДЛЯ гп^Аз^ (СПС.2,В) - ПРИ 130 я 2оо°с, а .л СазАэ2 (рис.2,Г) - при 80 И 140*0.

ы J

Рис.2 Зависимозть рентгеновских дифракций пленок (а), Сс43Р2 Сб),

(в) и СсЦ$4(г) от условий получения

-14 Г..

Таблица 5- Влияние температуры подложек на состав, структуру и свойства пленок С(ЗиАБг

Температура подложки, °с Состав, ат.&ДБ Удельное сопротивл. Ом-см Концентрация носителей, : см"3 Подвижность . носителей, см2/В-с Размз] зерна, мкм

140 40,6 5-10~2 1,1-1 о18 2-Ю2 Л, 1

150 40,1 6,8И0~2 1.7-1 о1.8 ЫО3

165 40,0. 2-1 О*"3 1,5-1018 1-Ю3 2-2.:

.175 40,0 1,4-10~3 1,4-Ю18 3 103 2-3

180 40,0 1,2-10"Э 1,0-1018 4-ю3 3-4

190 39,8 1,5-Ю~3 1,5'Ю18 2-103 ■ 3 '.'

Монокристалл 5ИО"3 1.1И016 1,1 о4

В кристаллических щенках с ростом температура подложке уве личивался размер кристаллитов и отмечалось их упорядочение отнс сдтельно поверхности подложка.: Пленки фосфидов «инка и кадмия основном состояли из кристаллитов четырехугольной формы, орие! тированных в направлении (004], кристаллиты пленок гп^А^ отличались треугольной формой и ориентировались в надрш ЛвНИИ 1224].

Средняя величина кристаллитов в плешах, яапученных при от тимальных технологических режимах, составляла: для И Сс13Аа2 % 2,5 - 3,0 МКМ, а ДЛЯ 4 1-1»5 МКМ.

Для объяснения ориентирующего воздействия, сапфировой подла ки а - А1£о3 на рост пленок соединений а3в2 проведен анализ I кристаллических структур. Так как кристаллографическая плоскос: (224), в которой происходит упорядочение структур пленок гп^м и сй3Аз2, тождественна шгаскости (111) элементарной ячейки мшш яка, мокнс рассмотреть плоскость (111) (рис.За.б). Расположен!

:омов в этой плоскости элементарной ячейки ГШ -структуры мышь-са подчинено закону гоютнейшей упаковки с усредненным межатом-пи расстоянием 4,17' а для арсенида цинка и 4,49 л для арсенида >дмия. Отметим, что среднее минимальное расстояние между атома-г металлов в аналогичных плоскостях такое же,как и в плоскостях шзьяка.Кристаллическая структура а - А^э оосшетс^в гекса->нашюй сингоник пр.гр. юс с двумя Формульными единица-г на элементарную, ячейку. Атомы кислорода образуют приблизитель-> плотнейшую гексагональную упаковку; между слоями плотноупако-¡нкых атомов кислорода атомы' алюминия , занимают 2/3 образованных гаями кислорода междоузлий. Рассмотрим; проекцию двойного слоя •талл - кислород на кристаллографическую плоскость (0001) крис-¡ллической структуры а -А12о3. В этой двойной плоскости не-1НЯТЫ8 алжкнием межузельные промежутки "кислородной" плос->сти распологаются по центрам треугольников из атомов кис->рода двух видов, развернутых по отношению .друг - другу на ю° (Рис.4). Расчетное расстояние между. однотипными свобод-•мя мездоузлпями в обоих случаях одинаково и составляет вели-, иу 4,75 а. Геометрическое подобие кристаллографических гглос-1СТ&П (224) структур а -- Ъп^ка^ и-а -Сс1,Аз2 и (0001) структуры (йкосапфира подкреплено 'близостью соответствующих межатомных [сстояний. При этом расхождение в параметрах ' этих плоскостей "т сгсзкцгй цпнка 'составляет и %, а для арсенала кадмия 6!5, ■о соглоспо лашшм. Л.С.Палаисжа является .допустимым при сраик-•т>к; флсгляятёсхих структур материалов поддонки я пленки в с;.'.отрочески подобных кристаллографических плоскостях и обьяс-:ет 'более эффективное ориентирующее воздействие сапфировой поляки на рост пленки полуторного арсенида кадмия. ' В пятой главе приведены.данные исследования люминесценции ко-

- 16 г- .

/ / (

/ / 1

/ / *

/ Г )

/ / !

Г г

/ / >

/ г /

й»

/ /

г

V <224> в

* а

/ у

тптг б

0.....0--0--Ф

.....

/ « » ««-«* «

Рис.Э. Кристаллическая структура а и а - 0^52.

а - элементарная ячейка 14, ой,- состоящая из ячеек Л] структуры Аз; б - элементарная ячейка и плоскость (1 ПК - структуры Аз.

4.75А

4,752

рис.4. Схема взаимного расположения центров кристаллизации лп3аз2 и с<^аз2 ва плоскости (0001) а - А120у

кристаллов и пленок ЕгиАз,,, а тажке содержится списание техно- . ..... ■

••-"у -..-г./' - * ¡^'^'•эт^СВ ССЧОВ5 ^Л^РС** О- '

г J

,,,„,.„;г,г,г _„ ¿аад .ялвнок 20^2-'

а интервала трлятйг1яф»т> ли С:.::;г.::з

15 эВ, При температуре 4.2К максимум дашрлпвтп™ "':■:zzгzzz

им! илл я". 3 ДЛИННО-

лКоеугз область споктсй и хесактегаговалась наличием нескольких

ксгчумов • цзлучон::.-* о ?н<?ргия?ли от 0,76 до 0,95 аВ.

.ТО ПТЛ'З

оКжроа позволяет.сделать вывод о том, что основным механизмом сйдаесцешш срз низка, тежературах является излучателькая ре-

- Ка основа ттллг? пмчп« ц. '?..- • I--.. -

пфировой гвздлоккк 30x24x0.5 па 24 элемента с площадью 5x5 :2"п: черзз специалышз паску. приготовленную химяческ?™ травле-

С:!, гЛС"'1.'*'^ Сс-^Л'^л Т£К, ч^'оСгх о^ес^ет'-'ть

огье чехвуюнаго числа дптчикор. кр^стсг-сразнил форкк. Затем иг. -умкнм иешлонием о псгдгаьа электролит*,¡ческой меди че£«з сдельную маску проводили металлизация контактов. Площадь контакта ставляла ш Для лучшей воспроизводимости параметров дат-га! магнитного поля подвергали термическому отжигу в атмосфере

инертного газа при температуре 140-150 о в.течение 1-2 часов,-затем к ним припаивали электрические контакты. Для обеспечен!) механической Прочности и стабильности поверхность элементов пок рывалп химически стойким лаком. Последу¡ещее финишное скрайбиро вание обеспечивало разделение общей подложи на 24 отдельны элемента. Результаты испытаний датчиков магнитного поля на оенз ве пленок сйу^ при зоо к представлены в табл.6.

Таблица ь

тп- Н, т ии» «V 1»

МКМ ОМ кГс !ЛА ' К1В В/А.КГС

1.5 32 3 .. 5 5,5 0,3£

•2,0 24 3 5 *т « О 0,28

3 2 1,4 0,23

- 3 3 2,2 0,24

180 3 5 3.4 0,24 .

2,5 20 5 ■ 5 6,0 0,24

;7 5 ■ В /

9 5 ю, а 0,24

165 1,5 53 3 5 - 3,5 0,23

2,0 40 3 5 - 2,8 . .0,18

2,5 32 • 3 . 5 2,2 0,15

1,5 37 3 : ' 5 - 3,9 . " 0,26

170 2,0 28 3 5 - 3,0 0,20

2,5 22 3 5 2,4 - 0,16

Как показали результаты'этих.испытаний, Холловские'-элемент на основе пленок СсЕ3Ав2 обладай? гасокой чувствительностью, - хорошей воспроизводимостью параметров к отличаются технологичностью их изготовления.

С целью изучения возможности применения тонких. пленок ЪпуР. в солнечной энергетике были изготовлены диоды- Еоттки и- измерен

£ характеристики.

. . Диод Шоттки изготавливали напылением 2пз?2 на лейкосапфиро-ую подложу, покрытую 3п02. Для создания барьера Шоттки через [гениальную маску с дкакотром отверстия 1 гд? кашляли • толки-оИ о.1 - 0,2 мкм. ...•-.

л- Измерение параметров проводок в темзоге и • вря оссгаонпз эльфрачогой Л£!~сй. йгхенеивность. освещения соответствовала ю Вт/см2. Исследования показали, что лучшими параметра?® обладают иода Шоттки, изготовленные на основе пленок напыленных

ри температурах подложки 350 -эвовс : их.я.~0,32 В; ^к.з = °'7 А/см2; гто ,45; т),V 1%;

- 20

/ ... -

ВЫВОДЫ

. 1. Методом вакуумного термического испарения подучены вморфше и : кристаллические пленки соединений Zn3P2, Cd^Pg, Zn3As2 и C<LjP2 на ориентированных лейкосапфировых подлохках. исследовано влияние технологических факторов на их состав, структуру и свой' ства. '--v.(yv^.' .-Г'"-

2. Показано, что основшаштехнологическими факторами, определяю. щит. структуру и состав пленок, являются температура и структура подложки. Для пленок Zn^pg переход от аморфюгок кристаллическому состоянию наблюдали при температурах подпоиси 150 -

; 230°с, для пленок ZnjASg - При 130 - 200°С, ДЛЯ ШДООК C&jPg -при 80 - 120°с и для пленок cdjAeg-" увеличение температуры подложки приводило к повышению струк-- турного совершенства 1фисталлических пленок. При атомдля: пленок zr^Pg и ceijPg определявшим сало к^шствллогра^ическоз нал-• равление 1004), для пленок Zn^ASg и са^Ае2 - направление Izza] .

3. Установлены оптимальные технологические „условия, позвашдпе получать ориентированные кристаллические" плёнки соединений а|в| толщиной до" э мкм, с злектрическкми.и оптическизги свойствами, приблияавдивдся к .свойствам юс монокристаллов.

4. Впервые на монокристаллах и пленках Zn^Asg получена фотолши- ; несценция при 4,2 к с максиму1лбм полосы 1,078 эВ в - полувири-ной 13 мэв, что хорошо согласуется с даяншд да определения . ширины: запрещеннойзошьПоказано, что люлшесцен1ш,

димому, обусловлена излучательной рекомбинацией неравновесных,: : носителей заряда .через энергетические состояния в запрещенной . зоне, энергая активация которых о.оз эВ.' г'..

5. На основе пленок ci3as2 изготовлены датчики магнитного поля,' /

- 21 -

¡ладавдиз. высокой линейностью в диапазоне до ю кГс со сле-■вдими параметрами: размеры 4x2x0,5 мм3, чувствительность = о,з В/А кГс, температурный коэффициент a = о.з %/*с. базе пленок Zn3?2 изготовлен диод Шоттки, испытания вольт-пхерных характеристик которого при освещенности ю мВт/см2 жазали к.п.д. v 1 %. >".■'. ' .vV'-''",

Io материалам диссертации опубликованы следущие работы: »лилов'Н.С. Получение свойства пленок cd^Asg и Zn^Pg-// ' сб. тез. 'И конференции молодых ученых "Научные достижения и ¡зработки молодах ученых - народному хозяйству." Ужгород,

)39..с. 62 :■'. \ .'■

зренкян С.Ф.,'' лалалов 'Й.С. ,Сапыгнн В.П., Квардаков A.M.,

шова O.K. Получение и свойства тснказ. пленок cd^ASg л

i-?0 // Кзв. АН СССР Неорган, материал. 1990, т.26, & 9, .1975-1976

«яош Н.С., Сонатин В.П., Квардаков A.M., Пазкозз О.Н., 2рь з Т.О., Мчреш^щ С.Ф. Получение и свойства тонких пленок ар~ зку;дов шзеса и кадмия // В сб. тез. VS Всесоюзного совещания Материаловедение 1юлупроводшпсошх; соединений группы au3v,

ipK02i3t, 19S0, С .100 ...... .

шлов Н.С»,. Саныпш В.П.. Квардаков A.M., Пашкова О.Н.,Юрь-вГ.С/,/Маренюш'С.Ф/. Получение и .свойства тонких пленок эсфядов цинка и кадмия // В сб. тез. VS Всесоюзного совеиа-;т ."Материаловедение полупроводниковых соединений грунта; йв'', Черновцы, 1930, с. 101

рьев Г .С'.', Каяйлов Н.С., МэрёнкинС .Ф. . Рентгеноструктурные сследовшгая некристаллических пленок соединений группы алв . / В сб. тез. V0 Всесоюзного совещания по физико"-химическому

- 22 - ' .,

анализу, Саратов, 1991,-С. 163

6. ЖалидовН.С., Юрьев Г.С., Ыаренкин С.Ф. Получение и рентген фазовые исследования тонки пленок арсенида цкнка // Изв. А СССР. Неорган, материалы, 1991, т.27, & 12, С .24S 9-2501

7. Юрьев Г.С., Налилов Н.С., Маренкин С.Ф. Рентгенографическ изучение тонких пленок соединений группы a5bv // Изв.АН ССС Неорган, материалы, 1992, т.23, X б, С. I232-I2S3 .

8. Каренккн С.Ф., Налилов Н.С., Мудрый A.B., Патук А.И.,- Шак

A.И. Оптические свойства монокристаллов и пленок // Изв. АН СССР. Неорган, материалы, 1992, т.23, 10,0.2077-2

9. йалилов Н.С., Саныгин В.П., Юрьев Г.С. Маренкин С.Ф., Лазар

B.Б. Ориентированные - пленки полупроводниковых соединен Zn3A8g ïl OdjASg //. H. Ыеорг. ХИМИЯ, 1992, Т.28, il $, С.2102

- 2IÏ9 . ' _ . ■ .

Список цитируемой литературы., • -

1. Лазарев В.Б., Шевченко В.Я., 'Гринберг Я.Х., Соболев В.В. Л ■. лупроводниковые соединения группы A%vy/ M., Наука, 1978.

2. Маренкин С.Ф., Шевченко В.Я.. Стеблевский A.B., Алиханян А. Горгораки В.И. Исследование термической -диссоциации полупр

. водников группы aeBV // Изв. АН СССР.' Неоргап.:- материалы 1980, т.1б, ß 10, с.1757

3. Нипан Т.Д., Гринберг Я.Х.,\ Лазарев В.Б. Тензимотрические ис ледования/сублимации CcUASg// Ж. Физич. химии, 1989, т.63,